Un petit age glacaire encore bien énigmatique
De nombreuses explications ont été avancées concernant l’origine du Petit Age Glaciaire, ce refroidissement d’environ 1 °C qui affecta de larges régions du globe du XVe au xix’ siècle . Les mécanismes proposés sont très divers mais aucun n’a encore actuellement emporté l’adhésion de l’ensemble de la communauté scientifique.
Fluctuations de la circulation océanique
La circulation océanique fait intervenir des processus qui se déroulent sur des durées très diverses allant du mois au millier d’années, suivant qu’ils affectent la surface des océans ou la circulation abyssale . Ainsi, une diminution du transport de chaleur vers ¡’Atlantique Nord par la circulation océanique, pourrait fort bien être à l’origine du refroidissement que subit l’Europe pendant plusieurs siècles au cours du Petit Age Glaciaire. Cette diminution entraînerait en effet un refroidissement de la surface de l’Atlantique Nord et diminuerait l’apport de chaleur dont bénéficie actuellement l’Europe occidentale. Néanmoins, bien que ce mécanisme soit souvent évoqué, aucune preuve manifeste n’a encore pu être avancée.
Intensification de l’activité volcanique
Lors de violentes éruptions volcaniques, des quantités importantes de poussière et de gaz sont éjectées dans l’atmosphère, pouvant atteindre plusieurs dizaines de kilomètres d’altitude. Pendant longtemps, on a pensé que les cendres, qui constituent la partie visible du panache, étaient le principal facteur de l’influence des volcans sur le climat. Ces particules opaques forment en effet un écran à la pénétration du rayonnement solaire et diminuent l’énergie disponible pour chauffer la surface de la Terre.
Cependant, les cendres, constituées de particules assez lourdes, retombent en quelques mois, induisant seulement une perturbation de courte durée. Les nombreuses mesures réalisées après l’éruption du mont Saint Helens aux Etats- Unis en 1980 et celle du volcan mexicain El Chichon, au printemps 1982, ont montré que le gaz sulfureux émis en même temps que les cendres affecte d’une manière bien plus significative le bilan radiatif de [’atmosphère. Ce gaz se combine avec la vapeur d’eau présente dans la stratosphère pour former de
micro-gouttelettes d’acide sulfurique qui réfléchissent très efficacement les rayons lumineux et provoquent un refroidissement sensible de la surface de la Terre, de l’ordre de 0,5 à 1 °C en moyenne. De plus, de dimension très petite, ces gouttelettes peuvent résider jusqu’à plusieurs années dans la stratosphère avant de retomber dans la troposphère où elles sont éliminées par les pluies. Leur effet opère sur une bien plus grande durée que celui des cendres et il est donc d’autant plus efficace.
Par exemple, l’éruption volcanique la plus intense des deux derniers siècles, celle du volcan indonésien Tambora en 1815, a été suivie par deux années exceptionnellement froides. L’année 1816 est même réputée au Canada et en Nouvelle- Angleterre pour avoir été «l’année sans été». En juin 1991, l’éruption du volcan philippin Pinatubo, une des plus importantes de ce siècle, a sûrement contribué au refroidissement notable de 1992.Toutefois, l’influence des éruptions volcaniques sur le climat se limite la plupart du temps à un refroidissement de relativement courte durée, excédant rarement quelques années. Pour cette raison, des éruptions volcaniques, même plus fréquentes durant le Petit Age Glaciaire, ne peuvent à elles seules expliquer un refroidissement global de plusieurs siècles.
Une activité solaire plus faible
Un autre mécanisme, souvent évoqué à propos du Petit Age Glaciaire, est la diminution de l’activité et du rayonnement solaires. Le Soleil présente à sa surface des taches qui apparaissent et disparaissent suivant un cycle bien connu d’environ onze ans. Observées régulièrement depuis le début du XVII’ siècle, époque d’apparition des premières lunettes astronomiques, les taches n’ont pas toujours gardé leur apparence actuelle. Ainsi, dans la deuxième moitié du XVIIe siècle, les observations disponible montrent une disparition presque totale des taches pendant une période de plusieurs décennies, au moment même où le climat connaît un net refroidissement.
A la fin du siècle dernier, l’astronome allemand H. Spoërer et son collègue anglais W. Maunder proposèrent de relier ces deux phénomènes, engageant ainsi une polémique qui persiste de nos jours. Il reste en effet à expliquer comment relier ce minimum d’activité solaire (minimum de Maunder) à une diminution de l’intensité du rayonnement solaire suffisante pour induire un refroidissement aussi marqué que celui qui s’est produit à cette époque.
L’hypothèse d’une diminution de l’énergie émise par le Soleil, avancée par plusieurs astronomes, est difficilement vérifiable car on ne dispose de mesures suffisamment précises que depuis une dizaine d’années, réalisées au moyen installés à bord de satélites, seuls capables de s’affranchir des perturbations introduites par l’atmosphère. Certes, ces mesures montrent une modulation de l’intensité lumineuse au cours d’un cycle d’activité solaire, mais la variation n’excède pas 0,15%. Oc, pour provoquer un refroidissement d’environ 1 °C, on estime qu’il aurait fallu une diminution trois fois plus importante de la luminosité du Soleil durant le minimum de Maunder, ce dont nous ne pouvons être certains.
L’activité solaire est en réalité le reflet direct des variations du champ magnétique du Soleil. Les taches réapparaissent en grand nombre lorsque le champ magnétique s’intensifie. Les éruptions solaires sont alors plus importantes et éjectent une plus grande quantité de particules vers l’espace interplanétaire, venant ainsi renforcer le vent solaire. Ces particules chargées électriquement, électrons, protons et ions lourds, atteignent l’atmosphère terrestre où elles provoquent des orages magnétiques — fortes perturbations du champ magnétique terrestre — ainsi que de magnifiques aurores polaires. Au cours de collisions, ces particules transfèrent en effet une partie de leur énergie aux atomes de la haute atmosphère qui perdent ensuite cet excédent d’énergie en émettant des photons lumineux. Si on sait que l’augmentation d’intensité du vent solaire est responsable des aurores polaires et des orages magnétiques, il est beaucoup plus difficile de proposer un mécanisme vraisemblable reliant l’activité magnétique du Soleil et les variations du climat. En particulier, aucune corrélation n’a été établie entre les cycles solaires de onze et même vingt-deux ans — le champ magnétique du Soleil s’inversant tous les onze ans — et les variations de la température moyenne de la Terre sur les 100 dernières années.
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